CN203478875U - 扇形叠层螺旋塔式设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扇形叠层螺旋塔式设备，涉及一种用于物料干燥、蒸馏和冷凝的加工设备，主要是由安装支架、封闭式结构的塔体、中轴和螺旋滑道等构成，并将螺旋滑道采用多个依次叠层并围绕中轴作360°盘旋向下延伸而成的转动式叶片构成，上、下相邻两个叶片之间均设有间距，同时，每个叶片内还设有可流通热媒介质或冷媒介质的介质导管，当叶片的介质导管内流通热媒介质，即可进行固体物料的干燥或液体物料的蒸馏，当叶片的介质导管内流通冷媒介质，即可进行气体物料的冷凝，改进后的结构能同时适用于物料的干燥、蒸馏和冷凝，一个设备就能实现三种功能，故有效节省采购成本，同时还具有结构简单、通用性好、工作效率高、操作方便等优点。

Description

扇形叠层螺旋塔式设备

技术领域

本实用新型涉及一种螺旋塔式设备，具体的说是指能用于固体物料干燥、液体物料蒸馏和气体物料冷凝的扇形叠层螺旋塔式设备。

背景技术

目前，用于干燥的设备主要有滚筒干燥机、带式干燥机、流化床干燥机、多层圆盘干燥机、沸腾干燥机等，用于蒸馏的设备主要有蒸馏塔、蒸馏器等，用于冷凝的设备主要有冷凝器、冷凝管等。上述这些设备都只能在单独领域里进行使用，无法进行跨领域使用，也就是一个设备无法做到同时用于不同领域。

同时，上述这类设备中，干燥用的滚筒干燥机和带式干燥机体积较大，占地面积大，部件繁多，热效率低；流化床干燥机、多层圆盘干燥机和沸腾干燥机对物料的粒径有要求限定，而且内部结构复杂，设备维护周期短，相对能耗较高。蒸馏用的蒸馏塔或蒸馏器则存在热利用效率低、不能对多种混合物料进行分馏等缺陷。

公开的中国专利号为201220611695.3的“螺旋滑道烘干仓”，这也是一种典型的物料干燥设备，其结构主要是由封闭式结构的塔体、设置在塔体上的投料口、排气口、出料口和进气口、设置在塔体内的中轴和围绕中轴向下延伸的螺旋滑道等构成，物料投入投料口并沿着螺旋滑道向下滑移，在物料的螺旋滑移过程中，经进气口吹入热空气，从而实现物料的干燥过程，该烘干仓相比上述这类干燥设备虽然具有体积小，占地面积少，结构简单，容易维护、对干燥物料的要求限定较少等优点，但是，其作为干燥核心部件的螺旋滑道是采用一体式盘旋向下延伸的，而且在螺旋滑道上也没有作出其它结构设计，故在实际使用中，螺旋滑道仅作为物料的滑移通道，沿螺旋滑道滑移的物料无法做到分层加热，难以达到较好的干燥效果，而且，这个设备仅能用于干燥，也肯定无法用于蒸馏或冷凝。

公开的中国专利号为201010283115.8的“一种用于换热器的螺旋叶片折流板”，它虽然不属于干燥设备领域，但是，其在结构描述中提到了一种采用四块螺旋叶片、每块螺旋叶片均以某一直边为轴向后倾斜某一角度，然后沿轴向在圆周上形成一个连续的360°的螺旋通道。这种螺旋通道虽然与一体式的螺旋滑道略有不同。但是，一、这种螺旋通道主要还是由螺旋叶片的螺旋形成的，同一层往往需要设计四个叶片并朝向同一个方向倾斜才行，结构设计复杂、对于物料之类的干燥适用性较差；二、这种螺旋通道虽然采用了分体式设计，但是该设计结构在专利中的主要目的是用于提高热交换效率的，故其螺旋通道上也未采用任何可提高干燥效率、蒸馏或冷凝之类的结构设计，即使将这种分体式的螺旋通道设计结构引用至干燥设备中，也肯定无法进行蒸馏或冷凝。

随着人类社会对能源需求的日益紧张，国家也不断提倡节能减排，因此也更加需要一种热效率高，设备通用性好，占地面积小，投资成本低，设计结构简单，操作方便，维护成本低的、能同时适用于干燥、蒸馏、冷凝于一体的设备，这也已经成为目前市场的迫切需要。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种能适用于干燥、蒸馏和冷凝的扇形叠层螺旋塔式设备，该设备结构简单、通用性好、工作效率高、操作方便、节省采购成本。

本实用新型的技术问题通过以下技术方案实现：

一种扇形叠层螺旋塔式设备，包括一个封闭式中空结构的塔体，该塔体顶部设有投料口和排气口，塔体底部设有出料口，塔体内设有固定在塔体中部的中轴，该中轴与塔体内壁之间设有围绕中轴向下延伸的螺旋滑道，所述的塔体中部设有进料口；所述的螺旋滑道是由多个叶片依次叠层并围绕中轴作360°盘旋向下延伸而成，上、下相邻两个叶片之间均设有间距；所述的每个叶片内均设有介质导管，该介质导管的内管和外管分别从叶片的两端向外伸出，所述的每个叶片的内管均转动连接在中轴上，每个叶片的外管均转动连接在塔体的内壁上，每个叶片均形成定角度转动倾斜；所述的每个叶片的介质导管内均流通有热媒介质或冷媒介质。

所述的每个叶片的转动倾斜定角度为10~45°，上、下相邻两个叶片之间的间距为4~20mm，多个叶片的重叠率为5~15%。

所述的每个叶片均呈扇形状，所述的介质导管呈盘状，该介质导管的内管从扇形状叶片的小弧线端向外伸出，介质导管的外管从扇形状叶片的大弧线端向外伸出。

所述的每个叶片的定角度转动倾斜是在中轴外表面上或塔体内壁上设有位于上、下相邻两个叶片之间的限位凸，该限位凸偏移叶片的转动轴线进行设置；或在中轴外表面上或塔体内壁上设有位于上、下相邻两个叶片之间的拉力弹簧，该拉力弹簧端部勾连在叶片的转动倾斜后端；或在中轴外表面上或塔体内壁上设有位于上、下相邻两个叶片之间的顶推弹簧，该顶推弹簧端部连接在叶片的转动倾斜前端；或在每个叶片的外管上设有锁定角度倾斜的锁紧螺母。

所述的多个叶片内的介质导管之间分别组装连接成串联流通系统或并联流通系统。

所述的串联流通系统是在上、下相邻两个叶片之间依次通过多根内连接管和多根外连接管将每个叶片的内管和外管均作串连相通；所述的中轴内设有中腔，内连接管均设置在该中腔内；所述的螺旋滑道终止端的叶片外管上设有进液口，螺旋滑道起始端的叶片外管上设有出液口。

所述的并联流通系统是在中轴内设有中腔，塔体外壁上设有相连通的外连接管；所述的每个叶片的内管均与中轴的中腔作并联连通，每个叶片的外管均与外连接管作并联连通；所述的外连接管下部设有一个进液口，塔体顶部设有与中腔相连通的出液口。

所述的热媒介质为蒸汽或导热油，所述的冷媒介质为水或冷却液。

所述的封闭式中空结构的塔体是由连体封闭的顶盖、塔身和下料斗构成；所述的投料口和排气口设置在顶盖上，并位于螺旋滑道起始端的叶片上方；所述的进料口设置在塔身中部；所述的下料斗呈锥形状，出料口设置在下料斗底面，该出料口上还设有启闭阀门。

所述的塔身底部设有进气口，下料斗底部设有安装支架。

与现有技术相比，本实用新型主要是将螺旋塔式设备中的螺旋滑道采用多个依次叠层并围绕中轴作360°盘旋向下延伸而成的转动式叶片构成，上、下相邻两个叶片之间均设有间距，同时，每个叶片内还设有可流通热媒或冷媒的介质导管，根据实际使用需要，当叶片的介质导管内流通热媒，即可进行固体物料的干燥或液体物料的蒸馏，当叶片的介质导管内流通冷媒，即可进行气体物料的冷凝，改进后的结构能同时适用于物料的干燥、蒸馏和冷凝，一个设备就能实现三种功能，故有效节省采购成本，同时还具有结构简单、通用性好、工作效率高、操作方便等优点。

附图说明

图1为本实用新型的剖视结构示意图（串联流通系统）。

图2为本实用新型的剖视结构示意图（并联流通系统）。

图3为螺旋滑道在中轴上的立体结构示意图。

图4为叶片的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面将按上述附图对本实用新型实施例再作详细说明。

如图1～图4所示，1.安装支架、2.塔体、21.顶盖、22.塔身、23.下料斗、3.出液口、4.外连接管、5.外管、6.叶片、7.排气口、8.内连接管、9.内管、10.投料口、11.进液口、12.中轴、13.中腔、14.进气口、15.出料口、16.启闭阀门、17.进料口、18.介质导管、19.锁紧螺母。

扇形叠层螺旋塔式设备，如图1、图2所示，它属于一种能适用于物料干燥、蒸馏和冷凝的加工设备，主要是由安装支架1、钢制封闭式结构的塔体2、中轴12和螺旋滑道等构成。

所述的安装支架1放置在地面上，它是由多根钢构连杆互相焊接而成的框架结构，并作为塔体2的安装基座，可用于将塔体进行悬空安装。

所述封闭式结构的塔体2内部设为中空结构，它是由圆形顶盖21、圆柱体状的塔身22和圆锥形的下料斗23连体封闭而成；所述的顶盖21上设有投料口10和排气口7，该投料口10设置在螺旋滑道的起始端上方，主要用于固体颗粒物料的投放，该排气口7主要用于蒸汽排放；所述的塔身22中部设有进料口17，该进料口内可进入液体物料进行蒸馏或进入气体物料进行冷凝，塔身22底部设有进气口14，用于充入热空气；所述下料斗23的圆锥形底部设有出料口15，该出料口上设置启闭阀门16，可用于将塔体2内的物料进行启闭回收。

所述的塔体2内设有固定在塔体中部的中轴12，该中轴顶部与顶盖21中心作焊接固定，中轴12内设有中腔13；所述的中轴12与塔体2内壁之间设有如图3所示的由多个叶片6依次叠层并围绕中轴12作360°盘旋向下延伸而成的螺旋滑道，该螺旋滑道中的上、下相邻两个叶片6之间均设有4~20mm的间距，而进料口17正好位于其中一对上、下相邻的叶片6之间；所述的每个叶片6均为如图4所示的形状、尺寸完全相同的扇形状叶片，每个叶片6内均设有一根呈盘状绕设的介质导管18，该介质导管具有从扇形状叶片6的小弧线端向外伸出的内管9，及从扇形状叶片6的大弧线端向外伸出的外管5，每个叶片6的内管9均转动连接在中轴12上，每个叶片6的外管5均转动连接在塔体2的内壁上，故通过内、外管的转动连接使得每个叶片6均能形成转动倾斜。

所述的构成螺旋滑道的每个叶片6均需形成定角度为10~45°的同方向转动倾斜，多个叶片6的重叠率达到5~15%；所述的每个叶片6的定角度转动倾斜主要是在中轴12外表面上或塔体2内壁上设有位于上、下相邻两个叶片6之间的限位凸，该限位凸为限位块或限位柱，其相对每个叶片6的转动轴线进行偏移设置，如既可设置在每个叶片6的转动轴线之前，也可设置在每个叶片6的转动轴线之后，甚至可在每个叶片6的转动轴线两侧均能设置。

除了设置限位凸以保证每个叶片6均能形成定角度转动倾斜之外，通过设置拉力弹簧或顶推弹簧，也能实现同样目的；拉力弹簧和顶推弹簧也是设置在中轴12外表面上或塔体2内壁上，只是拉力弹簧端部需勾连在叶片6的转动倾斜后端，顶推弹簧端部需连接在叶片6的转动倾斜前端，通过叶片的转动倾斜后端的拉力和叶片的转动倾斜前端的推力，即可保证每个叶片6均能形成定角度转动倾斜。

限位凸、拉力弹簧和顶推弹簧的设置主要能使每个叶片6在物料向下滑移过程中自动形成定角度的转动倾斜，也可设置一种手动调节每个叶片6进行定角度转动倾斜，此时只需在每个叶片6的外管5上设有锁紧螺母19作为角度倾斜锁定即可，此时就能根据个人需要进行操作，使用也非常方便。

所述的多个叶片6内的介质导管18之间可分别组装连接成串联流通系统或并联流通系统。

所述的串联流通系统是在上、下相邻两个叶片6之间依次通过多根内连接管8和多根外连接管4将每个叶片6的内管9和外管5均作串连相通。例如，依次叠层盘绕成螺旋滑道的多个叶片6按照上、下位置分别为第一层叶片、第二层叶片、第三层叶片、第四层叶片、及依次类推至最后一层叶片，第一层叶片的外管5作为出液口3，第一层叶片的内管9与第二层叶片的内管9之间设有相连通的内连接管8，第二层叶片的外管5与第三层叶片的外管5之间设有相连通的外连接管4，第三层叶片的内管9与第四层叶片的内管9之间又设有相连通的内连接管8，依次类推至最后一层叶片的内管9也被串联相通。同时，作为螺旋滑道终止端的最后一层叶片6的外管9上设有进液口11，作为螺旋滑道起始端的第一层叶片6的外管5上设有出液口3，而多个内连接管8均被隐藏设置在中轴12的中腔13内。

所述的并联流通系统是在塔体2外壁上设有相连通的外连接管4，每个叶片6的内管9均与中轴12的中腔13作并联连通，每个叶片6的外管5均与外连接管4作并联连通，在外连接管的下部设有一个进液口11，而塔体2顶部可设有与中腔13相连通的出液口3。

所述串联流通系统和并联流通系统内根据实际使用需要流通热媒介质或冷媒介质，热媒介质一般采用蒸汽或导热油，冷媒介质一般采用水或冷却液，流通的冷、热媒介质的温度都是可控的。

该扇形叠层螺旋塔式设备能同时具备干燥、蒸馏和冷凝的功能。

干燥功能通常是用于固体颗粒物料的干燥，此时需将塔体2顶部的投料口10、排气口7和塔体2底部的进气口14均打开，塔体2中部的进料口17关闭，待干燥的固体颗粒物料经投料口10投入螺旋滑道起始端的叶片6上，构成螺旋滑道的多个叶片可根据物料自重或手动调节而形成同向定角度转动倾斜，在投料的同时，还需通过串联流通系统或并联流通系统将热媒介质在每个叶片6的介质导管18内进行流通，及在塔体2底部的进气口14内同步充入热空气，因此，固体颗粒物料沿着螺旋滑道向下滑移，不但受到每个叶片6的加热干燥，也受到充入塔体2内热气的烘干，特别是具有上、下间距的叶片6使得沿螺旋滑道滑移的固体颗粒物料更容易形成分层并被热气吹拂加热，极大提高干燥效率，提升干燥效果，固体颗粒物料干燥蒸发的水汽直接从排气口7排出，干燥后的固体颗粒物料滑移至螺旋滑道底部后进入下料斗23进行收集，然后打开出料口15上的启闭阀门16即可收集干燥后的固体颗粒物料。

蒸馏功能功能通常是用于液体物料的蒸馏，此时需将塔体2顶部的投料口10和塔体2底部的进气口14关闭，塔体顶部的排气口7和塔体2中部的进料口17均打开，待蒸馏的液体物料经进料口17投入螺旋滑道起始端的叶片6上，在投料的同时，还需通过串联流通系统或并联流通系统将热媒介质在每个叶片6的介质导管18内进行流通，因此，液体物料沿着螺旋滑道向下滑移并受到每个叶片6的加热，蒸馏气体即从排气口7排放收集。

冷凝功能通常是用于气体物料的冷凝回收，此时需将塔体2顶部的投料口10和塔体2底部的进气口14关闭，塔体顶部的排气口7和塔体2中部的进料口17均打开，待冷凝的气体物料由进料口17充入后，还需通过串联流通系统或并联流通系统将冷媒介质在每个叶片6的介质导管18内进行流通，因此，气体物料碰触每个叶片6就会受冷凝结为液体，该冷凝液体沿着螺旋滑道滑移至下料斗23进行收集，然后打开出料口15上的启闭阀门16即可收集冷凝液体。

本实用新型所提供的设备具有应用领域广泛、结构简单、能源利用效率高、设计制造成本低、操作简单、运行方便等特点，可广泛适用于固体颗粒物料的干燥，石化领域的蒸馏及冷凝等。

Claims (10)

1.一种扇形叠层螺旋塔式设备，包括一个封闭式中空结构的塔体（2），该塔体顶部设有投料口（10）和排气口（7），塔体底部设有出料口（15），塔体内设有固定在塔体（2）中部的中轴（12），该中轴与塔体（2）内壁之间设有围绕中轴（12）向下延伸的螺旋滑道，其特征在于：

a、所述的塔体（2）中部设有进料口（17）；

b、所述的螺旋滑道是由多个叶片（6）依次叠层并围绕中轴作360°盘旋向下延伸而成，上、下相邻两个叶片（6）之间均设有间距；

c、所述的每个叶片（6）内均设有介质导管（18），该介质导管的内管（9）和外管（5）分别从叶片（6）的两端向外伸出，所述的每个叶片（6）的内管（9）均转动连接在中轴（12）上，每个叶片（6）的外管（5）均转动连接在塔体（1）的内壁上，每个叶片（6）均形成定角度转动倾斜；

d、所述的每个叶片（6）的介质导管（18）内均流通有热媒介质或冷媒介质。

2.根据权利要求1所述的扇形叠层螺旋塔式设备，其特征在于所述的每个叶片（6）的转动倾斜定角度为10~45°，上、下相邻两个叶片（6）之间的间距为4~20mm，多个叶片（6）的重叠率为5~15%。

3.根据权利要求1所述的扇形叠层螺旋塔式设备，其特征在于所述的每个叶片（6）均呈扇形状，所述的介质导管（18）呈盘状，该介质导管的内管（9）从扇形状叶片（6）的小弧线端向外伸出，介质导管（18）的外管（5）从扇形状叶片（6）的大弧线端向外伸出。

4.根据权利要求1所述的扇形叠层螺旋塔式设备，其特征在于所述的每个叶片（6）的定角度转动倾斜是在中轴（12）外表面上或塔体（2）内壁上设有位于上、下相邻两个叶片之间的限位凸，该限位凸偏移叶片（6）的转动轴线进行设置；或在中轴（12）外表面上或塔体（2）内壁上设有位于上、下相邻两个叶片（6）之间的拉力弹簧，该拉力弹簧端部勾连在叶片（6）的转动倾斜后端；或在中轴（12）外表面上或塔体（2）内壁上设有位于上、下相邻两个叶片（6）之间的顶推弹簧，该顶推弹簧端部连接在叶片（6）的转动倾斜前端；或在每个叶片（6）的外管（5）上设有锁定角度倾斜的锁紧螺母（19）。

5.根据权利要求1所述的扇形叠层螺旋塔式设备，其特征在于所述的多个叶片（6）内的介质导管（18）之间分别组装连接成串联流通系统或并联流通系统。

6.根据权利要求5所述的扇形叠层螺旋塔式设备，其特征在于所述的串联流通系统是在上、下相邻两个叶片（6）之间依次通过多根内连接管（8）和多根外连接管（4）将每个叶片（6）的内管（9）和外管（5）均作串连相通；所述的中轴（12）内设有中腔（13），内连接管（8）均设置在该中腔（13）内；所述的螺旋滑道终止端的叶片（6）外管（5）上设有进液口（11），螺旋滑道起始端的叶片（6）外管（5）上设有出液口（3）。

7.根据权利要求5所述的扇形叠层螺旋塔式设备，其特征在于所述的并联流通系统是在中轴（12）内设有中腔（13），塔体（2）外壁上设有相连通的外连接管（4）；所述的每个叶片（6）的内管（9）均与中轴（12）的中腔（13）作并联连通，每个叶片（6）的外管（5）均与外连接管（4）作并联连通；所述的外连接管（4）下部设有一个进液口（11），塔体（2）顶部设有与中腔（13）相连通的出液口（3）。

8.根据权利要求1所述的扇形叠层螺旋塔式设备，其特征在于所述的热媒介质为蒸汽或导热油，所述的冷媒介质为水或冷却液。

9.根据权利要求1所述的扇形叠层螺旋塔式设备，其特征在于所述的封闭式中空结构的塔体（2）是由连体封闭的顶盖（21）、塔身（22）和下料斗（23）构成；所述的投料口（10）和排气口（7）设置在顶盖（21）上，并位于螺旋滑道起始端的叶片（6）上方；所述的进料口（17）设置在塔身（22）中部；所述的下料斗（23）呈锥形状，出料口（15）设置在下料斗（23）底面，该出料口上还设有启闭阀门（16）。

10.根据权利要求9所述的扇形叠层螺旋塔式设备，其特征在于所述的塔身（22）底部设有进气口（14），下料斗（23）底部设有安装支架（1）。

Images